为了便于描述复杂的对象,C语言就支持了自定义类型，其中包括了结构体、枚举和联合体，下面将为大家一一介绍。
自定义类型
1.结构体1.1结构的基础知识1.2结构的声明1.3特殊的声明1.4结构的自引用1.5结构体变量的定义和初始化1.6结构体的内存对齐1.7修改默认对齐数1.8结构体传参
2.位段2.1什么是位段？2.2位段的内存分配2.3位段的跨平台问题
3.枚举3.1枚举类型的定义3.2枚举的优点
4.联合4.1联合类型的定义及特点4.2联合大小的计算
1.结构体
1.1结构的基础知识
结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。
1.2结构的声明
//struct为结构体的关键字，不能省略
struct tag //tag由自己设定
{
member - list;//成员变量
}variable-list;
这里我们给出示例来描述一个学生：
struct Student
{
char name[20];
int age;
char sex[5];
float score;
}s1,s2,s3;//s1,s2,s3为三个结构体变量
int main()
{
struct Student s4, s5, s6;//s4,s5,s6为三个结构体变量
return 0;
}
1.3特殊的声明
struct//匿名结构体类型即省略去tag,只能使用一次。
{
char name[20];
char author[20];
float price;
}b1;
1.4结构的自引用
结构体里包含该结构体类型的指针为结构自引用的正确方法。
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
1.5结构体变量的定义和初始化
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct Point
{
int x;
int y;
}p1 = { 1,2 };
struct Point p3 = { 4,5 };
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
struct Node
{
int data;
struct Point p;
struct Node* next;
};
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
struct Point p2 = { a,b };
struct Stu s = { "zhangsan",18 };
struct Stu s2 = { .age = 20,.name = "lisi" };
printf("%s %d\n", s.name, s.age);
printf("%s %d\n", s2.name, s2.age);
struct Node n = { 100,{25,26},NULL };
printf("%d x=%d y=%d\n", n.data, n.p.x, n.p.y);
return 0;
}
1.6结构体的内存对齐
✅例如下面的这段代码，两个不同的结构体，他们所占的内存空间是否相同呢？
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct s2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct s1));
printf("%d\n", sizeof(struct s2));
return 0;
}
通过示例运行，我们发现了他们所占的内存空间的大小并不相同，那么这里就涉及到内存对齐的问题。
结构体对齐的规则：
第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 对齐数=编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值，VS中默认的值为8。结构体总大喜为最大对齐数的整数倍。如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（函嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
下面就给出结构体s1,s2的字节数是怎么算出来的一个过程：
这里，我们在拿一个题目练练手：
struct s3
{
double d;
char c;
int i;
};
通过画图，我们可以发现答案是16。 总的来说，结构体的内存对齐是拿空间来换时间的做法。因此，我们在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间时，应该将占用空间小的成员尽量集中在一起。
1.7修改默认对齐数
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
#pramga pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
1.8结构体传参
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
void print1(struct S t)
{
printf("%d %d %d %d\n", t.data[0], t.data[1], t.data[2], t.num);
}
void print2(struct S* p)
{
printf("%d %d %d %d\n", p->data[0], p->data[1], p->data[2], p->num);
}
int main()
{
struct S s = { {1,2,3},100 };
print1(s);//传值调用
print2(&s);//传址调用
return 0;
}
✅函数传参的时候，参数是需要压栈的，会有时间和空间上的系统开销。如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
2.位段
位段的出现就是为了节省空间。
2.1什么是位段？
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
位段的成员必须是int、unsigned int或signed int。位段的成员后面有一个冒号和一个数字。
//位段如下所示：位是二进制位
struct A
{
int _a : 2;//_a占用2个bit位的空间
int _b : 5;//_b占用5哥bit位的空间
int _c : 10;
int _d : 30;
};
✅通过计算，我们知道该位段占用8个字节，相对于结构体的16个字节节省了大量的空间。 对于位段如何分配空间的问题，大家心中一定还存在一定的疑问。
2.2位段的内存分配
位段的成员可以是int、unsigned int或者是char（属于整形家族）类型。位段的空间上是按照需要以4个字节（int）或1个字节（char）的方式来开辟的。位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。
2.3位段的跨平台问题
int位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。位段中最大位的数目不能确定。（16位机器最大16,32位机器最大32.）位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配尚未定义。当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳第一个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的。
✅Tips:跟结构相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
3.枚举
顾名思义，枚举的意思就是一一列举。
3.1枚举类型的定义
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex//性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
✅我们发现以上定义的 enum Day ， enum Sex ， enum Color 都是枚举类型。 {}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量 。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
enum Sex//性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
int main()
{
printf("%d\n", MALE);
printf("%d\n", FEMALE);
printf("%d\n", SECRET);
return 0;
}
我们发现这些可能取值都是有值的，默认从0开始，一次递增1，当然在定义的时候也可以赋初值。
enum Color//颜色
{
RED = 1,
GREEN = 2,
BLUE = 4
};
3.2枚举的优点
增加代码的可读性和可维护性。和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。防止了命名污染（封装）。便于调试。使用方便，一次可以定义多个常量。
4.联合
联合也是一种特殊的自定义类型，这种类型定义的变量也包含了一系列成员，特征是这些成员公用同一块空间（所以也叫共用体）。
4.1联合类型的定义及特点
#include
union Un
{
char a;
int i;
};
int main()
{
union Un un;
printf("%d\n", sizeof(un));
printf("%p\n", &un);
printf("%p\n", &(un.a));
printf("%p\n", &(un.i));
return 0;
}
联合的成员是共用同一块内存空间，这样一个联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员。）
4.2联合大小的计算
联合的大小至少是最大成员的大小。当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
#include
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
return 0;
}
❗Tips:联合体在某些成员不会在同一时间内使用时使用！
好啦，关于自定义类型的知识到这里就先结束啦，后期会继续更新学习C语言的相关知识，欢迎大家持续关注、点赞和评论！❤️❤️❤️
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